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颠覆认知!动态超螺旋环可以使DNA调整其功能

前瞻网    2021-09-29 14:27

 

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提到DNA,人们就会想象出一个类似于字符串的双螺旋结构。在现实中,细胞中的DNA双螺旋其实是超螺旋结构,它们会被约束成环状。众所周知,这种超螺旋环影响着DNA活动,但人们却不清楚如何这背后的机制。

贝勒医学院的研究人员在《自然·通讯》杂志上发表的研究表明,超螺旋环可以沿着DNA主干传递机械应力。这种压力可以促进双螺旋链在特定的部位分离,暴露出DNA碱基,有助于修复、复制、转录等功能。

DNA以一种稳定和受保护的形式储存细胞的遗传信息,细胞可以随时进行活动。生物体通过将DNA储存在超螺旋环中来实现这一看似矛盾的目标。研究调查了超螺旋环是如何调节DNA活性的。

在制作超螺旋DNA时,科学家选取了一个短的、线性的DNA双螺旋,并将其以正螺旋或负螺旋的方向扭转多次,然后他们将两端连接在一起形成一个环。

研究人员说:“我们发现,超螺旋、成环的DNA会突然弹出尖锐的边缘,在双螺旋中产生一个断口,这些开口会暴露特定DNA代码,使得寻找特定序列的蛋白质可以与DNA相互作用,从而修复它或复制它。”

该研究将DNA从一个被动的生物分子重新定义为一个主动的生物分子。

目前人们还认为特定蛋白质会与DNA相互作用,分离出需要复制的双螺旋片段,或转录成RNA以产生蛋白质,该研究的发现提出了一个关于DNA活动如何被调节的新观点。

研究人员还表示,这些研究结果可能应用到纳米技术中,如基因治疗。

该研究论文题为'Supercoiling and looping promote DNA base accessibility and coordination among distant sites',已发表在《自然·通讯》期刊上。

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责任编辑: 3976DBC

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